專利名稱：一種鋰離子電池負極用集流體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池負極用集流體。
技術(shù)背景
鋰離子二次電池由于具有高電壓、高能量密度的優(yōu)勢，成為應用范圍最廣的二次 電池之一。隨著其應用范圍的不斷擴大，人們對其的性能要求也不斷提高?，F(xiàn)有的鋰離子 電池一般包括正極片、負極片、隔離膜和電解液，正極片由正極集流體和涂布在其表面的活 性物質(zhì)組成，正極活性物質(zhì)有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳錳酸鋰以及其他三元或者多元 的活性物質(zhì)，負極片由負極集流體和涂布在其表面的負極活性物質(zhì)組成，負極活性物質(zhì)有 石墨(人工石墨和天然石墨)、石油焦、碳纖維、熱解炭、中間相浙青基炭微球(MCMB)、玻璃 炭、納米碳管等。
鋰離子電池在循環(huán)過程中，容量會隨著循環(huán)次數(shù)的增加而衰減。電池循環(huán)衰減的 原因一般都認為是電池正負極活性物質(zhì)的副反應引起的，實際上集流體與極片之間的粘結(jié) 性在循環(huán)過程中也會減弱，從而引起電池循環(huán)衰減。負極在嵌鋰和脫鋰的過程中，體積會發(fā) 生變化，所以循環(huán)過程中負極與集流體之間更加容易脫離，引起電池循環(huán)衰減。而目前通過 在集流體表面打孔來增加活性物質(zhì)與集流體之間的粘接性，這種方式會導致活性物質(zhì)在集 流體表面涂布不平整，會降低集流體的強度，以致影響鋰離子電池的性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋰離子電池負極用集流體，其 可以增加負極活性物質(zhì)與集流體的粘接性能，使得電池的電阻在循環(huán)過程中基本保持不 變，使得電池的循環(huán)壽命得到改善。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種鋰離子電池負極用集流體，包括集流體本體，在所述的集流體本體表面覆蓋 一層處理層，所述的處理層為按重量百分比計，由5 20%的導電碳，79 94%的聚偏氟 乙烯和0. 5 1. 5%的草酸組成。采用處理層的配方組分對負極集流體本體進行處理，導電 碳可以增強集流體與負極活性物質(zhì)之間的導電性，使得電池內(nèi)阻較小，功率性能得到提高; 少量的草酸可以在處理過程中對集流體本體進行刻蝕，增加集流體本體表面的粗糙度，進 而增加接觸面積，減小接觸電阻，也可以降低電池的內(nèi)阻，提高電池的功率；更重要的是處 理集流體有利于保持循環(huán)過程中，負極活性物質(zhì)與集流體之間的粘結(jié)性，使得電池的電阻 在循環(huán)過程中基本保持不變，使得電池的循環(huán)壽命得到改善。
其中，更進一步的限定所述的處理層通過涂布方式覆蓋在集流體本體表面。
其中，更進一步的限定所述的處理層通過印刷方式覆蓋在集流體本體表面，特別 是采用凹版印刷機，將處理層印刷上去。
其中，更進一步的限定所述的處理層厚度為小于5um，當處理層厚度大于5um時， 會降低電池的放電倍率。
其中，更進一步的優(yōu)選處理層厚度為3um。
其中，更進一步的優(yōu)選所述的處理層為按重量百分比計，由8 12%的導電碳， 87 91 %的聚偏氟乙烯和0. 8 1. 2%的草酸組成。
其中，更進一步的優(yōu)選所述的處理層為按重量百分比計，由10%的導電碳，89%的 聚偏氟乙烯和的草酸組成。
其中，所述的集流體本體為銅箔或者鎳箔以及其他可以作為負極集流體的箔片。
一種鋰離子電池負極用集流體，所述的處理層的處理方法為將5 15%的導電 碳，84 94%的聚偏氟乙烯和0. 5 1. 5%的草酸混合，并用水作為溶劑攪拌均勻形成漿 料，其中溶劑的重量占總漿料的20%，再將漿料覆蓋到集流體本體表面上，然后進行烘干， 即得到鋰離子電池負極用集流體，不需要通過在集流體表面打孔來增加活性物質(zhì)與集流 體之間的粘接性，避免了由于集流體存在孔洞導致的活性物質(zhì)在集流體表面涂布的不平 整，也不會降低集流體的強度，更不會由此而影響鋰離子電池的性能，工藝簡單容易實現(xiàn)。
其中，更進一步的限定所述的烘烤溫度為80 120°C。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步的說明
實施例1:
正極的制作
使用磷酸鐵鋰(Lii^ePCM)作為負極活性物質(zhì)。調(diào)制含有該活性物質(zhì)的漿料，該漿 料的固體成分包含90%的該正極活性物質(zhì)，5%的PVDF(聚偏氟乙烯)作為粘接劑，5%的導 電碳作為電傳導助劑。該漿料使用NMP作為溶劑，溶劑的重量占總漿料重量的30%。將該 漿料均勻地涂在Al箔兩面，隨后利用輥壓機進行壓延處理，得到正極膜片。
負極集流體處理
采用銅箔作為負極集流體本體，處理層為按重量百分比計，由10% D50為IOOum 的導電碳，89%的聚偏氟乙烯和的草酸組成。將處理層混合，并用水作為溶劑攪拌均勻 形成漿料，其中溶劑的重量占總漿料的20%，用凹版印刷機均勻地印刷在Cu箔兩表面，在 印刷過程中，草酸在銅箔表面上進行化學刻蝕，使得銅箔表面粗糙度增加，同時導電碳和聚 偏氟乙烯均勻印刷在銅箔表面，這種通過化學反應和物理作用的結(jié)合使用，使得這種物理 粘接更均勻和牢固，待漿料通過烘箱在80 120°C下烘干，得到單面印刷層厚度為3um的處 理銅箔。保證了使用該集流體制備的電池的內(nèi)阻的穩(wěn)定性，穩(wěn)定的內(nèi)阻增加了電池循環(huán)壽 命。
負極的制作
使用人造石墨作為負極活性物質(zhì)。調(diào)制含有該活性物質(zhì)的漿料，該漿料的固體成 分包含90%的該負極活性物質(zhì)，5%的PVDF(聚偏氟乙烯)作為粘接劑，5%的導電碳作為 電傳導助劑。該漿料使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)作為溶劑，溶劑的重量占總漿料重量的 40%。將該漿料均勻地涂在處理后的集流體銅箔兩面，隨后利用輥壓機進行壓延處理，得到 負極極片。
電池的組裝
在正極和負極極片上焊接導電極耳，使正極和負極中間夾有20um的PP/PE復合隔離膜而重疊，將其卷繞成螺旋狀后裝入壁厚為0. ISum的圓柱型鋼殼中，注入非水電解液， 電池的電解液為lmol/L的LiPF6溶液，主要溶劑由EC、PC、DMC混合而成，封口后對電池進 行化成和容量，得到18650電池。
實施例2
與實施例1不同之處在于處理層為按重量百分比計，由5% D50為IOOum的導 電碳，94%的聚偏氟乙烯和的草酸組成。除此之外，其它與實施例1相同，這里不再贅 述。
實施例3
與實施例1不同之處在于處理層為按重量百分比計，由20% D50為IOOum的導 電碳，79%的聚偏氟乙烯和的草酸組成。印刷厚度為4nm，除此之外，其它與實施例1相 同，這里不再贅述。
實施例4
與實施例1不同之處在于處理層為按重量百分比計，由9% D50為IOOum的導 電碳，90%的聚偏氟乙烯和的草酸組成。除此之外，其它與實施例1相同，這里不再贅 述。
實施例5
與實施例1不同之處在于處理層為按重量百分比計，由12% D50為IOOum的導 電碳，87. 5%的聚偏氟乙烯和0. 5%的草酸組成，采用涂布方式將處理層涂布在集流體本體 上。除此之外，其它與實施例1相同，這里不再贅述。
實施例6
與實施例5不同之處在于處理層為按重量百分比計，由9% D50為IOOum的導 電碳，89. 5%的聚偏氟乙烯和1. 5%的草酸組成。除此之外，其它與實施例1相同，這里不再 贅述。
實施例7
與實施例1不同之處在于采用鎳箔為集流體本體，除此之外，其它與實施例1相 同，這里不再贅述。
對比例1
與實施例1不同之處在于沒有進行集流體處理，其它與實施例1相同，這里不再 贅述。
測試
將上述實施例所作的電池進行性能測試(見下表)
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池負極用集流體，包括集流體本體，其特征在于在所述的集流體本 體表面覆蓋一層處理層，所述的處理層為按重量百分比計，由5 20%的導電碳，79 94%的聚偏氟乙烯和0. 5 1. 5%的草酸組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的處理層通 過涂布方式覆蓋在集流體本體表面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的處理層通 過印刷方式覆蓋在集流體本體表面。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的處理層厚 度為小于5um。
5.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述處理層厚度 為 3um。
6.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的處理層為 按重量百分比計，由8 12%的導電碳，87 91%的聚偏氟乙烯和0. 8 1. 2%的草酸組 成。
7.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的處理層為 按重量百分比計，由10%的導電碳，89%的聚偏氟乙烯和的草酸組成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的集流體本 體為銅箔或者鎳箔。
9.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的處理層的 處理方法為將5 15%的導電碳，84 94%的聚偏氟乙烯和0. 5 1. 5%的草酸混合 并 用水作為溶劑攪拌均勻形成漿料，其中溶劑的重量占總漿料的20%，再將漿料覆蓋到集流 體本體表面上，然后進行烘干，即得到鋰離子電池負極用集流體。
10.如權(quán)利要求9所述的一種鋰離子電池負極用集流體，其特征在于所述的烘烤溫度 為 80 120°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池負極用集流體，包括集流體本體，在所述的集流體本體表面覆蓋一層處理層，按重量百分比計處理層為，由5～20％的導電碳，79～94％的聚偏氟乙烯和0.5～1.5％的草酸組成，采用該處理層處理負極集流體本體，導電碳可以增強集流體與負極活性物質(zhì)之間的導電性，使得電池內(nèi)阻較小，功率性能得到提高；草酸在處理過程中對集流體進行刻蝕，增加集流體表面的粗糙度，進而增加接觸面積，減小接觸電阻，也可以降低電池的內(nèi)阻，提高電池的功率；處理的集流體使得循環(huán)過程中，負極活性物質(zhì)與集流體之間的粘結(jié)性變好，使得電池的電阻在循環(huán)過程中基本保持不變，使得電池的循環(huán)壽命得到改善。
文檔編號H01M4/64GK102034981SQ20101052070
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者吳凱, 崔青然, 朱華, 李小芳, 趙豐剛 申請人:東莞新能源科技有限公司